遥感农情监测系统国内外技术发展现状1.1.1 国外行业发展状况(一)美国“大面积农作物估产实验”计划(LACIE)从1974～1977年，美国农业部(USDA)、国家海洋大气管理局(NQAA)、宇航局(NASA)和商业部合作主持了“大面积农作物估产实验(Large Area Crop Inventory andExperiment)”项目12J№Ju8|。

该项目分三个阶段进行，第一阶段对美国大平原9个小麦生产州的小麦种植面积、单产和产量作出估算；第二阶段，对包括美国本土、加拿大和前苏联部分地区小麦种植面积、单产和产量作出估算；第三阶段是对世界其它地区小麦种植面积、总产量进行估算，估产精度达到90％以上。

这是最早的农情遥感监测工作，成为农情遥感监测的里程碑。

(二)美国“农业和资源的空间遥感调查”计划(AGRISTARS)在LACIE计划以后，从1986年开始，美国农业部、宇航局、商业部、国家海洋大气管理局和内政部又开展了农业和资源的空间遥感调查计划(AGRISTARS，1980～1986)。

这是一个研究、发展、评价和应用空间遥感技术以满足农业部各种需要的计划。

它主要包括灾害早期预警、作物状况评价、国外8种农产品产量预报、作物单产模型发展、作物波谱特性及技术手段支持研究、土壤湿度测量、本国作物和土壤覆盖分类与面积估算、再生资源清查以及水土保持与污染影响评价等内容。

此计划成功地将面积抽样框架技术(Area Sampling Frame)和遥感技术引入农作物种植面积估测中。

随后，将这种成熟的技术方法分别由不同的部门应用到农作物估产实践当中，如美国农业统计局(NASSAJSDA)负责将遥感技术应用于美国国内的主要农作物估产；农业部外国农业局(FASAJSDA，Foreign Agricultural Service)负责美国以外的国家的农作物估产。

由于估产区域大小不同，所要求的精度不同，因此在方法上也有相应的差别。

美国是一个农业大国，为了在世界粮食市场占据主动地位，专门在农业部设立了外国农业局，其主要任务是监测全球其他国家的农作物长势，估计其单产潜力，而对作物种植面积主要靠各国政府的报告和统计资料。

目前，FAS的工作重点范围是前苏联、中国、印度、澳大利亚、美国、巴西、阿根廷、墨西哥、中东地区、阿尔及利亚旧J。

FAS通过监测全球农业产量和农产品供需信息为市场提供指导, 并为本国提供早期预警信息。

FAS的监测与分析依赖于气象数据、田间报告和高分辨率遥感数据等所获取信息的整合,其中遥感数据主要提供长势、生长阶段和产量信息。

这些信息一方面用于对作物产量信息进行验证, 另一方面用于识别一些没有被报告上来但会对农业生产产生明显影响的事件。

FAS的全球监测结果以“世界农业产量”(World Agricultural Production)月度报告和“产量、供给与分布”(Production Supply and Distribution ，PSD)数据库的形式进行发布, 是USDA全球经济信息系统的基础组成部分。

在本土监测上, 农业部下属的NASS负责为美国农业部提供及时、准确和有效的统计数据。

NASS每隔 5年做一次全国农业普查, 以提供美国农业的全面状况信息。

遥感数据及遥感技术在提高其统计数据准确性方面发挥了一定的作用, 包括:NASS使用遥感数据来建立农业统计的采样框架、估算作物种植面积、为分析系统提供面向作物的土地覆盖数据等。

在遥感的应用上，首先，NASS的有相关的遥感面积估算项目；其次，NASS与 USDA农业研究局 (Agricultural Research Service ，ARS) 建立了长期的合作关系，以 NASA MODIS为数据源在中部和西部的几个州开展了早期的小范围单产预测；此外，NASS还在作物生育期内基于 NOAA-AVHRR获取的归一化植被指数数据(Normalized Difference Vegetation Index ，NDVI)进行作物长势的监测, 为农业部相关决策者提供独立的全国尺度作物生长信息。

除美国农业部外, 美国国际发展管理委员会(U. S. Agency for International Development,USA ID)还建立了预警系统网络(Famine Early Warning Systems Network ，FEWS NET),与国际上不同国家及不同地区的机构、政府与组织开展合作, 针对粮食安全, 提供及时、准确的早期预警和脆弱性评价信息。

该系统将基于遥感和地面观测获取的早期预警数据进行整理、分析与融合, 提供预警信息。

(三)欧盟农业遥感监测计划(MARS)欧盟MARS计划是遥感技术应用于农业统计的10年研究项目，由欧盟第六司(负责欧盟农业)于1987年提出，1988年与欧盟委员会统计办公室合作开展，它通常被称作为MARS项目(Monitoring Agri—culture with Remote Sensing)。

该项目中的优先研究内容是：农作物种植面积清查，农作物总产量清查，农作物总产量预报。

MARS项目研究的农作物类型是那些产品具有较大市场的农作物，不包括农场内部消耗其产品的农作物类型，如饲料作物。

监测和预报的代表性将分别具有3个水平，或者说是3个不同的尺度，即共同体水平、区域级水平和国家级水平。

为了达到这一要求，该试验项目被组织成7个行动。

行动1是区域面积清查，行动2是植被状况监测和单产参数确定，行动3是单产预报模型，行动4是欧洲农作物种植面积和潜力单产快速估测，行动5是高级农业信息系统的建立，行动6是面积抽样及其测量，行动7是长期研究计划。

从行动1到行动5的每一个行动均对应一个运行目标，行动6是其它各行动的支持项目，可直接向其它各行动提供地面测量结果。

行动7是不具有任何特定运行目标的长期研究内容，主要目的是研究解决其它行动遇到的基本方法问题。

MARS计划实施的目的有两个：一是在欧盟范围内对农作物申报结果的核查；二是利用遥感技术常年监测农作物并进行估产。

针对农作物核查的起因是根据1992年对共同农业政策所做的彻底修正，农民按照新的政策可以依据耕地面积申请补助金。

1996年，大约1．7亿欧洲货币单位直接支付给了申请欧洲农业指导和保证金(EAGGF)的农民。

共同农业政策的改革主要关注那些被称之为“可耕地的农作物”(如谷物、油菜籽和高蛋白质作物)以及一定面积的饲料作物。

为了得到直接以可耕地面积为基准的补助金，农民必须保持可耕地面积所占的比例。

另外，为了获得补助资格，农民需每年在一定的时间申报耕种的作物状况，为信息管理起见，对每一个申报称之为一个文档。

而申报时间在欧盟各国稍有不同，主要分布在3月底至5月中旬。

执行这一新政策的关键问题是如何管理由农民每年申报的300多万个地块的信息，以及如何在收割之前检验这些申报的准确性。

为了能在尽可能短的时间里核查农作物申报结果，遥感卫星影像被选用并成为最有效的工具。

很显然，对于农民申报结果的核查是执行新的共同农业政策的基本前提。

而且这种核查的范围至少要包括申报总量的5％。

在考虑采用何种技术进行这种核查时，欧盟各成员国都将以卫星影像为基础的遥感技术作为可选手段之一，而另一种可能的选择就是传统的实地检验方法。

1996年欧盟成员国选定了86个地区作为以卫星影像为基础的遥感核查区，相应的数字在1992年、1993年、1994年和1995年是分别是27，44，56和72。

1996年对这86个地区的核查共涉及122 000个文档。

1995年平均一个文档包含13个地块，土地面积共约32平方千米。

这样，在1995年，以卫星影像为基础的遥感监测共核查了1600万个地块，总土地面积为380万平方千米。

MARS计划监测农作物的目的是为了快速提供关于欧洲的农作物状况的早期统计信息。

这些信息包括每年的种植面积较前一年变化的百分比，以及预计当年的农作物产量。

这些信息必须动态地，在每月出版的农作物状况通报上，在欧盟范围内公开发表。

如果用常规的传统的方法进行农作物估产，无论在任何地区都需要在9～10月间才能进行。

但利用卫星遥感估产可以使欧盟在每年的4月开始。

为了监测整个欧盟国家的农业状况，靶区的数量和分布必须能够充分代表欧洲的农业耕地。

在财政费用和数据处理能力允许的条件下，应该尽可能多地选取靶区。

JRC决定选取分布在15个国家的60个靶区，每个靶区为40kin×40km，靶区总面积占欧洲可耕地面积的6％。

(四)埃及农业资源监控系统(ALIS)埃及农业资源监控系统(ALIS)是由埃及农业和土地部下属的水土研究所(SOil and Water ResearchInstitute，SWRI)和法国SPOT IMAGE公司于1991年开始研制的。

其目标是通过该系统的运行为埃及政府提供实时的主要作物种植面积变化情况、城市扩展占用耕地情况以及分析发展新的耕地的可能性。

该系统采用SPOT图像监测了埃及耕地变化情况，监测结果表明监控城市无序扩张及控制非法占用尼罗河谷地肥沃耕地，是埃及农业通向明日发展的关键。

同时利用该系统进行了埃及的农业统计及制图。

研究范围为400万平方千米土地。

具体做法为首先利用SPOT图像用来标识独立的土地利用单位，通过交叉相关处理，结合行政界限，产生了400块700m X700m的样本区域。

然后有12人的野外调查队用一个月的时问调查了6 240块地块上的作物信息，这些数据和SPOT图像一起，便产生了最初的农业统计结果。

(五)其他及应用举例除上述农情监测系统以外，俄罗斯、加拿大、日本、印度、阿根廷、巴西、澳大利亚、泰国等也相继开展了对小麦、水稻、玉米、大豆、棉花、甜菜等的遥感估产研究，取得了可喜的进展它们不仅发展了不同的单产模型，特别是遥感估产研究，而且还采用了不同的遥感资料估算作物的种植面积。

如澳大利亚用陆地卫星MSS数据对新南威尔士的莫著毕季区双季稻种植面积的估算，精度达到98％。

全美219万个农场，农场主户户配有电子计算机。

通过计算机网络，农场主不出门就可以了解诸如农产品期货价格、国内市场销量，进出口量、国内生产量和最新农业科技、气象等信息。

同时还可以在网上销售农产品，购买农业生产资料，进行农业技术咨询。

专业农业信息网站，是美国当今新时尚。

如最近开发的一个大豆信息网络系统，一端是进行大豆研究的几十位专家，另一端是从事大豆生产的农户。

该网络系统每个月平均提供50条以上的信息，内容涉及国际、国内的产供销各环节的技术和经营情况，有1万多农户可以获取信息。

农民每月只需交20美元的上网费。

1.1.2 国内行业发展状况(一)国家气象局农作物遥感监测计划从1984年开始，国家气象局组织北方11省、市开展冬小麦气象卫星遥感综合测产技术研究，开创了国内以应用气象卫星为主的大面积遥感综合估产的先例[S-10]。